今年，西寧市奪取了脱貧攻堅的全面勝利，農村家庭電器化普及程度越來越高。小明家電熱飲水機的簡化電路圖如圖所示，它...

問題詳情：

今年，西寧市奪取了脱貧攻堅的全面勝利，農村家庭電器化普及程度越來越高。小明家電熱飲水機的簡化電路圖如圖所示，它有加熱和保温兩種工作狀態，當S2斷開時，飲水機處於保温狀態。R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲，飲水機部分參數如表所示。

（1）飲水機在加熱狀態下正常工作，將2kg的水從20℃加熱至100℃，水吸收的熱量是多少？(水的比熱容c＝4.2×103J/（kg•℃）)

（2）在（1）問加熱情況下，飲水機正常工作了420s，消耗了多少電能？加熱效率是多少？

（3）電熱絲R2的阻值是多少？

【回答】

（1）飲水機在加熱狀態下正常工作，將2kg的水從20℃加熱至100℃，水吸收的熱量是6.72×105J；

（2）在（1）問加熱情況下，飲水機正常工作了420s，消耗了8.4×105J的電能，加熱效率是80%；

（3）電熱絲R2的阻值是30.25Ω。

【分析】（1）知道水的質量和初温、末温以及比熱容，根據Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；

（2）根據W＝Pt求出消耗的電能，利用η＝×100%求出電熱水器加熱的效率；

（3）當只閉合S1時，只有R1工作，飲水機處於保温狀態，當S1、S2同時閉合時，兩電阻並聯，飲水機處於加熱狀態，

加熱時的功率減去保温時的功率即為R2的電功率，由P＝UI＝算出電阻R2的阻值。

【解答】解：（1）水吸收的熱量：

Q吸＝cm（ t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，

（2）由P＝可得，

消耗的電能為：

W＝P加熱t＝2000W×420s＝8.4×105J，

飲水機加熱的效率為：

η＝×100%＝×100%＝80%；

（3）當只閉合S1時，只有R1工作，飲水機處於保温狀態，

當S1、S2同時閉合時，兩電阻並聯，飲水機處於加熱狀態，

因電路的總功率等於電阻功率之和，

所以，R2的電功率：

P2＝P加熱﹣P保温＝2000W﹣400W＝1600W，

由P＝UI＝可得，

電阻R2的阻值：

R2＝＝＝30.25Ω。

【點評】本題考查了電功率公式和吸熱公式、電功公式、效率公式的應用，從題目所給信息中找到有用的數據是關鍵。

知識點：電功率單元測試

題型：計算題